درایور موتور

DC براش

می دانیم که طراحی خوب به معنای کسب و کار خوب است

موتور دی سی براش (DC Brushed) نوعی از موتورهای DC است که از برس یا جاروبک‌ها برای برقراری تماس فیزیکی با کموتاتور (commutator) استفاده می‌کند، که بخشی چرخشی از موتور است که به تغییر جهت جریان در میدان مغناطیسی موتور کمک می کند. برس و کموتاتور برای انتقال نیروی الکتریکی از قسمت ثابت موتور به قسمت دوار استفاده می‌شود و در نتیجه حرکت چرخشی شفت موتور ایجاد می‌شود.

موتورهای جاروبک دار DC معمولاً در کاربردهای مختلفی از جمله لوازم خانگی، ابزار برقی و اسباب بازی‌ها و غیره استفاده می شوند. با این حال، آنها به تدریج با فناوری های موتور پیشرفته تر مانند موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) و موتورهای پله ای یا استپر موتورها جایگزین می‌شوند که کارایی، قابلیت اطمینان و کنترل بیشتری را ارائه می‌دهند.

درایور موتور DC جاروبک دار نوعی درایور موتور است که برای کنترل سرعت و جهت یک موتور DC براش طراحی شده است. یک موتور دی سی براش از یک روتور (قسمت دوار موتور) و یک استاتور (قسمت ثابت موتور) تشکیل شده است. روتور دارای مجموعه ای از برس یا جاروبک‌ها است که با کموتاتور که یک حلقه قطعه بندی شده است که به روتور متصل می شود، تماس برقرار می کند. هنگامی که جریان از طریق برس ها و کموتاتور عبور می‌کند، روتور می‌چرخد.

درایور موتور DC براش معمولاً از یک ترانزیستور قدرت یا ماسفت، یک مدار کنترل و یک مکانیسم فیدبک تشکیل شده است. ترانزیستور قدرت یا ماسفت برای روشن و خاموش کردن جریان به موتور استفاده می شود، در حالی که مدار کنترل ولتاژ و جریان را برای کنترل سرعت و جهت موتور تنظیم می‌کند. مکانیسم بازخورد یا فیدبک معمولاً شامل مجموعه‌ای از سنسورها است که اطلاعاتی در مورد سرعت و موقعیت موتور ارائه می‌کند که برای تنظیم سیگنال‌های کنترلی استفاده می‌شود.

درایورهای موتور DC براش معمولاً در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله رباتیک، وسایل نقلیه RC، ابزارهای برقی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می‌شوند. اجرای آنها نسبتاً ساده و ارزان هستند و آنها را به گزینه‌ای محبوب برای علاقه‌مندان و پروژه‌های DIY تبدیل می‌کند. با این حال، آنها به اندازه سایر انواع درایورهای موتور کارآمد نیستند و به دلیل وجود جاربوک ها و کموتاتور نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند.
محصول
خروجی
VM
تعداد کانال
پروتکل ارتباطی
جریان DC خروجی
خرید
اسناد فنی
L9110S
آنالوگ
2.5 تا 12 ولت
دو کاناله
دیجیتال- لاجیک، PWM
800 میلی‌آمپر
MPC17510AEJ
آنالوگ
2 تا 15 ولت
دو کاناله
دیجیتال- لاجیک، PWM
1.2 آمپر
MX1508
آنالوگ
3.3 تا 7 ولت
دو کاناله
دیجیتال- لاجیک، PWM
2 آمپر

سوالات متداول

انواع مختلفی از درایورهای موتور DC جاروبک دار وجود دارد، از جمله:

  • درایور تمام پل: از چهار ترانزیستور برای کنترل موتور استفاده می‌کند که امکان کنترل دو طرفه را فراهم می‌کند.
  • درایور H-bridge: مشابه درایور تمام پل، اما با دو دیود اضافی برای جلوگیری از آسیب رساندن به ترانزیستورها از back-emf.
  • درایور نیم پل: از دو ترانزیستور برای کنترل موتور استفاده می‌کند که امکان کنترل یک طرفه را فراهم می‌کند.
  • درایور سری: برای کاربردهای ولتاژ پایین و جریان بالا با موتور و درایور به صورت سری استفاده می‌شود.
  • درایور شنت: برای کاربردهای ولتاژ بالا و جریان کم، با اتصال موازی موتور و درایور استفاده می‌شود.
    درایور PWM: از مدولاسیون عرض پالس برای کنترل سرعت موتور استفاده می‌کند که امکان کنترل دقیق تر و بهره وری انرژی را فراهم می‌کند.
    درایور خطی: از تنظیم ولتاژ خطی برای کنترل سرعت موتور استفاده می‌کند، اما کارایی کمتری نسبت به PWM دارد.

نوع درایور مورد استفاده به کاربرد و الزامات خاص سیستم کنترل موتور بستگی دارد.

درایور تمام پل نوعی درایور موتور DC براش است که از مدار کامل پل H برای کنترل سرعت و جهت موتور استفاده می کند. پل H از چهار کلید تشکیل شده است که می‌توان آنها را در ترکیب‌های مختلف روشن و خاموش کرد تا جریان عبوری از موتور را کنترل کند. درایور تمام پل قادر به کنترل جریان ها و ولتاژهای بالا است و برای راندن موتورهای DC بزرگتر مناسب است.

درایور تمام پل به دلیل توانایی آن در کنترل جهت موتور و همچنین سرعت آن، یک انتخاب محبوب برای کاربردهای رباتیک و اتوماسیون است. همچنین معمولاً در مدارهای کنترل موتور برای وسایل نقلیه الکتریکی و سایر کاربردهای توان بالا استفاده می‌شود.

یکی از اشکالات رایج درایور تمام پل پیچیدگی آن است، زیرا برای کنترل آنها به چهار کلید و مدار اضافی نیاز دارد. همچنین می‌تواند مقدار قابل توجهی گرما را به دلیل سوئیچینگ جریان های بالا ایجاد کند که نیاز به خنک کننده اضافی دارد.

درایور پل H نوعی درایور موتور DC است که برای کنترل جهت و سرعت یک موتور DC جاروبکدار استفاده می‌شود. این شامل چهار سوئیچ است که در یک پیکربندی H شکل مرتب شده اند که می‌تواند توسط یک میکروکنترلر یا سایر مدارهای کنترلی؛ کنترل شود. سوئیچ ها معمولا ماسفت‌ها یا ترانزیستورهایی هستند که برای روشن و خاموش کردن جریان به موتور استفاده می‌شوند و به موتور اجازه می‌دهند در هر جهت بچرخند.

درایور پل H را می‌توان با سیگنال های مختلفی مانند سیگنال مدولاسیون عرض پالس (PWM) کنترل کرد تا سرعت موتور را تغییر دهد. با تغییر جهت جریان از طریق موتور، درایور پل H می‌تواند جهت چرخش موتور را نیز تغییر دهد.

درایورهای پل H معمولاً در رباتیک، اتوماسیون صنعتی و سایر کاربردهایی که کنترل دقیق موتورهای DC مورد نیاز است استفاده می‌شوند. آنها در طیف وسیعی از اندازه‌ و توان موجود هستند و می توانند برای راندن موتورهای کوچک سرگرمی یا موتورهای صنعتی بزرگ استفاده شوند.

درایور تمام پل DMOS نوعی درایور موتور DC براش است که از ترانزیستورهای DMOS برای تغییر جریان موتور استفاده می‌کند. DMOS مخفف کلمه Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor است که نوعی فناوری ترانزیستوری است که مقاومت کم، قابلیت کنترل جریان بالا و سوئیچینگ با سرعت بالا را ارائه می‌دهد.

درایور تمام پل DMOS یک پیکربندی چهار سوئیچ است که برای کنترل جهت و سرعت موتور DC استفاده می شود. این شامل چهار ترانزیستور DMOS است که در یک پیکربندی پل H چیده شده‌اند. درایور پل کامل DMOS می‌تواند در فرکانس‌های بالا کار کند و می‌تواند جریان‌های زیادی را مدیریت کند و برای درایو کردن موتورهای DC با توان بالا مناسب است.

درایور پل کامل DMOS با کنترل ولتاژ در پایانه‌های موتور کار می‌کند. با روشن و خاموش کردن ترانزیستورها به ترتیب مناسب می‌توان جهت و سرعت موتور را کنترل کرد. درایور پل کامل DMOS همچنین دارای ویژگی‌های حفاظتی مانند حفاظت در برابر جریان بیش از حد و خاموش شدن حرارتی برای محافظت از موتور و مدار راننده در برابر آسیب است.

درایورهای تمام پل DMOS معمولاً در کاربردهای صنعتی مانند رباتیک، اتوماسیون و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌شوند، جایی که موتورهای DC توان بالا باید با دقت و کارایی کنترل شوند.

درایور تمام کامل دوگانه DMOS نوعی درایور موتور DC براش است که برای کنترل دو موتور DC به طور همزمان طراحی شده است. این مدار از دو مدار راه انداز تمام پل تشکیل شده است که هر کدام می‌توانند یک موتور DC را در دو جهت جلو و عقب هدایت کنند. درایور پل کامل دوگانه DMOS از فناوری DMOS (نیمه هادی اکسید فلزی دوگانه) استفاده می‌کند که ظرفیت جریان بالا، مقاومت روشن شدن پایین و سرعت سوئیچینگ بالا را فراهم می‌کند.

درایورهای تمام پل دوگانه DMOS معمولاً در کاربردهای مختلف مثل رباتیک، اتوماسیون، خودرو و سیستم های کنترل صنعتی استفاده می‌شوند. آنها اغلب در زمینه هایی استفاده می شوند که به کنترل دقیق سرعت و جهت موتورهای DC متعدد نیاز دارند، مانند بازوهای رباتیک، ماشین های CNC و تسمه نقاله.

یکی از مزایای درایور تمام پل دوگانه DMOS راندمان بالای آن است. با استفاده از ماسفت‌های مقاومت پایین، اتلاف توان را به حداقل می‌رساند، که تولید گرما را کاهش می‌دهد و تراکم توان بالاتر را امکان پذیر می‌کند. علاوه بر این، بسیاری از درایورهای تمام پل دوگانه DMOS دارای ویژگی‌های حفاظتی داخلی هستند، مانند حفاظت در برابر جریان بیش از حد، حفاظت در برابر دمای بیش از حد، و حفاظت از اتصال کوتاه، که قابلیت اطمینان و ایمنی آنها را افزایش می‌دهد.

کنترل‌کننده جریان PWM (Pulse Width Modulation) نوعی درایور موتور DC است که از تکنیکی برای کنترل سرعت و جهت موتور استفاده می‌کند. با اعمال یک ولتاژ موج مربعی به موتور، با دیوتی سایکل متفاوت، برای کنترل ولتاژ و جریان متوسط موتور کار می‌کند.

در کنترل جریان PWM، موتور با یک ولتاژ ثابت و یک دیوتی سایکل متغیر هدایت می‌شود. ولتاژ به بالاترین ولتاژی که موتور می‌تواند تحمل کند ثابت می‌شود و دیوتی سایکل برای تنظیم سرعت و گشتاور موتور تغییر می‌کند.

کنترل کننده جریان PWM برای کار با انواع مختلف بارها مانند موتورهای DC و بارهای القایی طراحی شده است. معمولاً در اتوماسیون صنعتی، رباتیک و کاربردهای وسایل نقلیه الکتریکی، جایی که کنترل دقیق سرعت و گشتاور مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

کنترل کننده جریان PWM می‌تواند مزایایی مانند بهبود بهره وری انرژی، کاهش گرمایش موتور و افزایش طول عمر موتور را در مقایسه با سایر انواع درایورهای موتور ارائه دهد. یک انتخاب محبوب برای درایو موتورهای توان بالا در کاربردهای ذکر شده.

درایورهای با چگالی توان بالا قطعات الکترونیکی هستند که برای درایو و کنترل بارهای پرقدرت مانند موتورها، محرک‌ها و سلونوئیدها استفاده می‌شوند. این درایورها برای کنترل جریان و ولتاژ بالا طراحی شده‌اند و آنها را برای کاربردهای صنعتی که نیاز به کنترل دقیق و زمان پاسخ سریع دارند ایده آل می‌کند.

درایورهای ببا چگالی توان بالا معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که به خروجی توان بالا نیاز دارند، مانند رباتیک، اتوماسیون و ابزارهای برق. آنها در پیکربندی‌های مختلف از جمله پیکربندی های تک فاز و چند فاز در دسترس هستند و می‌توانند برای برآوردن ملزومات کابردهای خاص نیز سفارشی شوند.

یکی از مزایای کلیدی درایورهای توان بالا، اندازه جمع و جور و چگالی توان بالا است که آنها را برای استفاده در کاربردهای محدود فضا ایده‌آل می‌کند. آنها همچنین دارای راندمان بالا و مقاومت حرارتی کم هستند که به کاهش تولید گرما و افزایش عمر درایور کمک می‌کند.

برخی از انواع رایج درایورهای با چگالی توان بالا عبارتند از: درایورهای ماسفت، درایورهای IGBT و درایورهای گیت. این درایورها برای کار با انواع خاصی از دستگاه های برق طراحی شده‌اند و دارای ویژگی ها و قابلیت های مختلفی مانند حفاظت در برابر جریان بیش از حد، حفاظت در برابر دمای بیش از حد و کنترل دد تایم هستند.